这些发现或许能为修复因放疗或化疗导致的组织损伤提供全新途径。
麻省理工学院的一项新研究发现，摄入富含氨基酸半胱氨酸的食物，或有助于修复和更新小肠。研究人员发现，半胱氨酸可激活一种免疫信号通路，使干细胞能够生成新的小肠组织。
这种增强的再生能力有助于修复辐射造成的损伤，而辐射损伤是癌症治疗患者常见的副作用。研究团队表示，尽管该研究是在小鼠身上进行的，但如果人类身上也能观察到类似结果，那么通过饮食或补充剂增加半胱氨酸摄入量，或将成为加速组织愈合的一种潜在途径。
麻省理工学院干细胞计划主任、麻省理工学院生物学副教授兼麻省理工学院科赫综合癌症研究所成员奥默·伊尔马兹表示：“研究表明，如果我们为这些患者提供富含半胱氨酸的饮食或补充半胱氨酸，或许可以减轻化疗或放疗造成的部分损伤。”“此方法的精妙之处在于，我们并未使用合成分子，而是利用了一种天然膳食化合物。”
半胱氨酸如何助力干细胞再生
先前的研究表明，某些特定类型的饮食方式，如低热量饮食，能够增强肠道干细胞的活性。然而，这项新研究首次明确指出了一种能够直接促进肠道细胞再生的特定营养素。
伊尔马兹（Yilmaz）是该研究的资深作者，相关论文于2025年10月1日发表在《自然》（Nature）期刊上。论文的第一作者是科赫研究所（Koch Institute）的博士后研究员池方涛（Fangtao Chi）。
半胱氨酸如何助力干细胞再生
众所周知，我们的饮食对健康有着重大影响。高脂饮食与肥胖、糖尿病及其他代谢紊乱等病症息息相关，而热量限制饮食则被证实能够延长多种物种的寿命。近年来，伊尔马兹（Yilmaz）的实验室深入探究了不同饮食模式对干细胞再生的影响，并发现高脂饮食与短期禁食均能通过不同机制促进干细胞活性。
伊尔马兹表示：“我们深知，高糖饮食、高脂饮食及低热量饮食等宏观饮食模式对健康有着显著影响。然而，在微观层面，对于单一营养素如何影响干细胞命运抉择，以及组织功能与整体组织健康状况，我们的了解仍相当有限。”
半胱氨酸在免疫激活中的作用
在这项新研究中，研究人员首先给小鼠喂食富含20种不同氨基酸（蛋白质的构成单元）中某一种的高蛋白饮食。针对每一组小鼠，他们均测量了这种饮食对肠道干细胞再生的影响。在这些氨基酸中，半胱氨酸对干细胞和祖细胞（可分化为成熟肠道细胞的未成熟细胞）的影响最为显著。
进一步研究揭示，半胱氨酸会触发一系列反应，进而激活一群名为CD8 T细胞的免疫细胞。当肠道内壁细胞从消化后的食物中吸收半胱氨酸后，会将其转化为辅酶A（CoA），这是一种会释放到肠道黏膜内层的辅助因子。在那里，CD8 T细胞吸收辅酶A，从而刺激它们开始增殖并产生一种名为IL-22的细胞因子。
白细胞介素-22（IL-22）在调控肠道干细胞再生过程中扮演着关键角色，然而，直至目前，人们尚不知晓CD8 T细胞能够分泌该物质以促进肠道干细胞增殖。一旦被激活，这些释放IL-22的T细胞便蓄势待发，随时准备应对肠道内壁可能发生的各类损伤。
伊尔马兹表示：“真正令人兴奋的是，给小鼠喂食富含半胱氨酸的食物，会促使一种我们通常不认为与白细胞介素-22（IL-22）生成及肠道干细胞特性调控相关的免疫细胞群体扩增。”“在富含半胱氨酸的饮食作用下，产生IL-22的细胞群数量会增加，尤其是CD8 T细胞的比例。”
这些T细胞往往会聚集在肠道内壁，因此需要时它们已各就其位。研究人员发现，CD8 T细胞的激活主要发生在小肠内，而非消化系统的其他部位，他们认为这是因为我们摄入的大部分蛋白质都是由小肠吸收的。
修复肠道损伤
本研究中，研究人员发现，富含半胱氨酸的饮食所激发的再生能力有助于修复肠道内壁受辐射造成的损伤。此外，在尚未发表的研究中，他们还发现，在接受一种名为5-氟尿嘧啶的化疗药物治疗后，高半胱氨酸饮食同样具有再生作用。这种药物用于治疗结肠癌和胰腺癌，但也会损伤肠道内壁。
半胱氨酸存在于许多高蛋白食物中，包括肉类、乳制品、豆类和坚果。人体也能自行合成半胱氨酸，即将氨基酸甲硫氨酸转化为半胱氨酸，这一过程发生在肝脏。然而，肝脏合成的半胱氨酸会分布于全身，并不会像从食物中摄取的半胱氨酸那样在小肠内积聚。
迟教授表示：“食用富含半胱氨酸的食物后，肠道会首先吸收大量半胱氨酸。”
此前已有研究表明，半胱氨酸具有抗氧化作用，同样有益健康，但本研究首次揭示了其对肠道干细胞再生的影响。目前，研究人员希望进一步探究其是否也能助力其他类型的干细胞再生新组织。在一项正在进行的研究中，他们正探索半胱氨酸是否可能促进毛囊再生。
他们还计划进一步研究其他一些似乎能影响干细胞再生的氨基酸。
伊尔马兹表示：“我认为，我们将发现多种新机制，这些机制揭示了这些氨基酸如何调控小肠和结肠中的细胞命运决定及肠道健康。”
参考文献：方涛·池（Fangtao Chi）、张启铭（Qiming Zhang）、杰西卡·E·S·谢伊（Jessica E. S. Shay）、韩世勋（Shixun Han）、约翰娜·特恩·霍夫（Johanna Ten Hoeve）、袁茵（Yin Yuan）、杨振宁（Zhenning Yang）、Heaji Shin、塞缪尔·布洛克（Samuel Block）、苏米特·索兰基（Sumeet Solanki）、亚特里克·M·沙阿（Yatrik M. Shah）、马修·G·范德海登（Matthew G. Vander Heiden）、朱迪思·阿古多（Judith Agudo）和奥默·H·伊尔马兹（Ömer H. Yilmaz）于2025年10月1日发表于《自然》期刊的论文《饮食中的半胱氨酸通过CD8+ T细胞衍生的IL-22增强肠道干细胞特性》。 DOI：10.1038/s41586-025-09589-5
该研究部分资金来源于美国国立卫生研究院、V 基金会、凯西与柯特·马布尔癌症研究奖、科赫研究所-丹娜法伯癌症研究院/哈佛癌症中心桥梁项目、美国衰老研究联合会、麻省理工学院干细胞计划，以及美国国家癌症研究所提供的科赫研究所支持（核心）资助项目。
